JP6222807B2 - Medical image processing apparatus, X-ray diagnostic apparatus, and medical image processing program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、医用画像処理装置、X線診断装置及び医用画像処理プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing program.
X線診断装置における血管撮像法の1つとしてディジタルサブトラクションアンギオグラフィ(DSA: Digital Subtraction Angiography)が知られている。DSAは、被検体への造影剤注入前後におけるX線画像データの差分(subtraction)画像データを診断用に収集する技術である。すなわち、造影剤の注入前においてX線画像データが差分画像データを生成するためのマスク(mask)画像データとして収集される。一方、造影剤を投与することによってX線造影(contrast)画像データが収集される。そして、X線造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データが診断用に生成される。 As one of the blood vessel imaging methods in an X-ray diagnostic apparatus, digital subtraction angiography (DSA) is known. DSA is a technique that collects subtraction image data of X-ray image data before and after injection of a contrast medium into a subject for diagnosis. That is, X-ray image data is collected as mask image data for generating difference image data before injection of a contrast agent. On the other hand, X-ray contrast (contrast) image data is collected by administering a contrast medium. Then, DSA image data is generated for diagnosis by differential processing between the X-ray contrast image data and the mask image data.
このようなDSA画像データを生成すれば、血管の観察に不要な陰影が除去された画像データを取得することができる。すなわち、造影剤によって染影された血管が選択的に描出された診断画像データを得ることができる。このため、血管の診断に有用な画像を表示させることができる。 By generating such DSA image data, it is possible to acquire image data from which a shadow unnecessary for blood vessel observation is removed. That is, it is possible to obtain diagnostic image data in which blood vessels stained with a contrast agent are selectively depicted. For this reason, an image useful for blood vessel diagnosis can be displayed.
X線診断装置により収集される血管画像として代表的なDSA画像を収集しても、脳動静脈奇形(Cerebral arteriovenous malformation)や硬膜動静脈瘻(Dural arteriovenous fistula)等の診断を行う場合には、診断に有用な血管画像が収集されない場合がある。具体的には、造影剤が疾患部に流入する血管の特定や血管の区別が困難となる場合が多い。 Even if a typical DSA image is collected as a blood vessel image collected by an X-ray diagnostic apparatus, when cerebral arteriovenous malformation, dural arteriovenous fistula, etc. are diagnosed In some cases, blood vessel images useful for diagnosis are not collected. Specifically, it is often difficult to identify a blood vessel in which a contrast medium flows into a diseased part and to distinguish a blood vessel.
そこで、本発明は、造影剤が疾患部に流入する血管を、より明瞭に識別することが可能な血管画像を取得できる医用画像処理装置、X線診断装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing program capable of acquiring a blood vessel image that can more clearly identify a blood vessel in which a contrast agent flows into a diseased part. Objective.
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、時相特定部、画素値スケール生成部及び血管画像生成部を備える。時相特定部は、時系列的に収集されたX線造影画像データ又はDSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する。画素値スケール生成部は、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する。血管画像生成部は、前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する。更に、画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、時相特定部、画素値スケール生成部及び血管画像生成部を備える。時相特定部は、時系列的に収集されたX線造影画像データ又はDSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する。画素値スケール生成部は、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する。血管画像生成部は、前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する。更に、画素値スケール生成部は、画素値の変化の位相を変化させた複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係るX線診断装置は、画像収集系、時相特定部、画素値スケール生成部及び血管画像生成部を備える。画像収集系は、被検体から時系列的にX線造影画像データ又はDSA画像データを収集する。時相特定部は、前記X線造影画像データ又は前記DSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する。画素値スケール生成部は、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する。血管画像生成部は、前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する。更に、画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理プログラムは、コンピュータを、時相特定部、画素値スケール生成部及び血管画像生成部として機能させる。時相特定部は、時系列的に取得されたX線造影画像データ又はDSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する。画素値スケール生成部は、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する。血管画像生成部は、前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する。更に、画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する。
A medical image processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a time phase identification unit, a pixel value scale generation unit, and a blood vessel image generation unit. The time phase specifying unit specifies the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or the DSA image data collected in time series. The pixel value scale generation unit creates a gray scale or a color scale that assigns a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition. The blood vessel image generation unit generates blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale. Further, the pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales whose pixel values are shifted in the time direction, and the blood vessel image generation unit is based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales. The blood vessel image data is generated as a moving image in which the pixel value of each pixel changes periodically.
The medical image processing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a time phase identification unit, a pixel value scale generation unit, and a blood vessel image generation unit. The time phase specifying unit specifies the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or the DSA image data collected in time series. The pixel value scale generation unit creates a gray scale or a color scale that assigns a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition. The blood vessel image generation unit generates blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale. Further, the pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales in which the phase of the pixel value change is changed, and the blood vessel image generation unit generates the plurality of gray scales or the plurality of color scales. Based on this, the blood vessel image data is generated as a moving image in which the pixel value of each pixel changes periodically.
An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition system, a time phase specifying unit, a pixel value scale generating unit, and a blood vessel image generating unit. The image acquisition system collects X-ray contrast image data or DSA image data from the subject in time series . The time phase specifying unit specifies a time at which the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or the DSA image data. The pixel value scale generation unit creates a gray scale or a color scale that assigns a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition. The blood vessel image generation unit generates blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale. Further, the pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales whose pixel values are shifted in the time direction, and the blood vessel image generation unit is based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales. The blood vessel image data is generated as a moving image in which the pixel value of each pixel changes periodically.
The medical image processing program according to the embodiment of the present invention causes a computer to function as a time phase specifying unit, a pixel value scale generation unit, and a blood vessel image generation unit . The time phase specifying unit specifies the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or DSA image data acquired in time series. The pixel value scale generation unit creates a gray scale or a color scale that assigns a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition. The blood vessel image generation unit generates blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale. Further, the pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales whose pixel values are shifted in the time direction, and the blood vessel image generation unit is based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales. The blood vessel image data is generated as a moving image in which the pixel value of each pixel changes periodically.
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、X線診断装置及び医用画像処理プログラムについて添付図面を参照して説明する。 A medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施形態に係るX線診断装置及び医用画像処理装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus and a medical image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
X線診断装置1は、撮影系2、制御系3、データ処理系4及びコンソール5を備えている。撮影系2は、X線管6、X線検出器7、C型アーム8、土台9及び寝台10を有する。また、データ処理系4は、A/D (analog to digital)変換器11、医用画像処理装置12、D/A (digital to analog)変換器13及び表示装置14を有する。尚、A/D変換器11は、X線検出器7と一体化される場合もある。
The X-ray
X線管6及びX線検出器7は、寝台10を挟んで対向配置するようにC型アーム8の両端に固定される。C型アーム8は、土台9によって保持される。土台9は、モータ9A及び回転機構9Bを備え、モータ9A及び回転機構9Bの駆動により、C型アーム8とともにX線管6及びX線検出器7を所望の位置にプロペラのように高速に回転させることができる。
The
X線検出器7としては、平面検出器(FPD: flat panel detector)やイメージインテンシファイアテレビ(I.I.-TV: image intensifier TV)を用いることができる。また、X線検出器7の出力側は、データ処理系4のA/D変換器11と接続される。
As the X-ray detector 7, a flat panel detector (FPD) or an image intensifier TV (I.I.-TV: image intensifier TV) can be used. The output side of the X-ray detector 7 is connected to the A /
制御系3は、撮影系2を構成する各構成要素に制御信号を出力することによって撮影系2を駆動制御する装置である。制御系3は入力装置としてのコンソール5と接続され、制御系3への撮像条件等の指示情報は、コンソール5から入力することができる。
The
そして、撮影系2は、制御系3による制御下において回転可能なX線管6から寝台10にセットされた被検体Oに向けて互いに異なる角度でX線を順次曝射し、複数の方向から被検体Oを透過したX線をX線検出器7によりX線投影データとして順次収集できるように構成される。X線検出器7により収集されたX線投影データは、X線画像データとしてA/D変換器11に出力される。
The
また、寝台10にセットされた被検体Oの近傍には、被検体Oに造影剤を注入するための造影剤注入装置15が設けられる。そして、造影剤注入装置15から被検体Oに造影剤を注入することによって、被検体OのX線造影撮影を行うことができる。造影剤注入装置15についても、制御系3により制御することができる。
A contrast medium injection device 15 for injecting a contrast medium into the subject O is provided in the vicinity of the subject O set on the
次に医用画像処理装置12の構成及び機能について説明する。
Next, the configuration and function of the medical
医用画像処理装置12の入力側には、A/D変換器11の出力側に接続される。また、医用画像処理装置12の出力側には、D/A変換器13を介して表示装置14が接続される。また、医用画像処理装置12は、コンソール5と接続される。そして、医用画像処理装置12には、コンソール5の操作によってデータ処理に必要な指示情報を入力することができる。
The input side of the medical
尚、図1に例示されるようなX線診断装置1に内蔵された医用画像処理装置12とは別に、独立したシステムとして同様な医用画像処理装置をネットワークを介してX線診断装置1と接続してもよい。
In addition to the medical
医用画像処理装置12は、画像メモリ16、サブトラクション部17、フィルタリング部18、アフィン変換部19、階調変換部20及びパラメトリック画像生成部21を有する。パラメトリック画像生成部21は、更に、時相特定部22、カラーコーディング部23及びカラースケール調整部24を有する。
The medical
このような機能を有する医用画像処理装置12は、コンピュータに医用画像処理プログラムを読込ませることによって構築することができる。但し、医用画像処理装置12を構成するために回路を用いてもよい。
The medical
画像メモリ16は、撮影系2によって収集されたX線画像データを保存するための記憶装置である。従って、非造影でX線撮影を行えば、非造影のX線画像データが画像メモリ16に保存され、造影剤を被検体Oに注入してX線撮影を行えば、X線造影画像データが画像メモリ16に保存される。
The
サブトラクション部17は、画像メモリ16から読み込んだ非造影のX線画像データと、時系列のX線造影画像データとの差分(サブトラクション)処理によって造影血管が描出された時系列のDSA画像データを生成する機能を有する。
The
フィルタリング部18は、高周波強調フィルタ、ローパスフィルタ及び平滑化フィルタ等の所望のフィルタ処理を任意のデータに対して実行する機能を有する。
The
アフィン変換部19は、コンソール5から入力される指示情報に従ってX線画像データの拡大、縮小、回転移動及び平行移動等のアフィン変換処理を実行する機能を有する。
The
階調変換部20は、LUT(Look Up Table)を参照して、X線画像データの階調変換を行う機能を有する。
The
パラメトリック画像生成部21は、時系列のDSA画像データ又はX線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得する機能と、造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する画素値を有するパラメトリック画像データを血管画像データとして生成する機能を有する。
The parametric
そのために、、時相特定部22は、造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルに基づいて、造影剤の濃度が特定の条件となる時相を特定する機能を有している。また、カラーコーディング部23は、時相特定部22により特定された時相に対応するカラーを割り当てる機能を有している。カラースケール調整部24は、カラーコーディング部23におけるカラーコーディングに用いられるカラースケールを決定する機能を有する。
For this purpose, the time
カラーを割り当てるための特定の条件は、着目する血管に造影剤が流入又は到達した時点に対応する造影剤の濃度や逆に着目する血管から造影剤が流出した時点に対応する造影剤の濃度など、診断目的に応じて決定することができる。例えば、特定の条件となる時間は、造影剤の濃度が最大値、最大値の所定の割合又は閾値となる時間とすることができる。 The specific conditions for assigning the color include the concentration of the contrast agent corresponding to the time when the contrast agent flows into or reaches the target blood vessel, and conversely, the concentration of the contrast agent corresponding to the time when the contrast agent flows out of the target blood vessel. Can be determined according to the diagnostic purpose. For example, the time required for the specific condition can be a time when the concentration of the contrast agent is a maximum value, a predetermined ratio of the maximum value, or a threshold value.
図2は、造影剤の濃度プロファイルに基づいて血管への造影剤の流入時刻又は到達時刻を同定する方法を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a method for identifying the inflow time or arrival time of a contrast medium into a blood vessel based on the contrast profile of the contrast medium.
図2において横軸は、時相方向を示し、縦軸は、造影剤の濃度を表すDSA画像データ又は造影画像データの画像信号の強度を示す。図2に示すように時系列のDSA画像データ又は造影画像データの血管領域に対応するピクセル(画素)に着目すると、時間的に信号強度が変化するカーブとして造影剤の濃度変化プロファイルを取得することができる。 In FIG. 2, the horizontal axis indicates the time phase direction, and the vertical axis indicates the intensity of the DSA image data representing the concentration of the contrast agent or the image signal of the contrast image data. As shown in FIG. 2, focusing on pixels corresponding to blood vessel regions of time-series DSA image data or contrast image data, acquiring a concentration change profile of a contrast agent as a curve whose signal intensity changes with time. Can do.
典型的な濃度変化プロファイルは、造影剤の流入に伴って値が次第に増加し、造影剤の流出に伴って値が次第に減少するカーブとなる。従って、濃度変化プロファイルの値に対してカーブの立ち上がりを検出するための閾値THを設定すれば、造影剤の濃度が閾値THに達した時相Tthとして、着目する血管への造影剤の流入開始時相を同定することが可能となる。 A typical density change profile is a curve in which the value gradually increases as the contrast agent flows in and gradually decreases as the contrast agent flows out. Therefore, if the threshold TH for detecting the rise of the curve is set with respect to the value of the concentration change profile, the flow of the contrast agent into the blood vessel of interest starts as the time phase Tth when the concentration of the contrast agent reaches the threshold TH It becomes possible to identify the time phase.
但し、ノイズが大きい場合には、造影剤の流入開始時相が誤って同定される恐れがある。そこで、ノイズの影響が抑制されるように、造影剤の濃度プロファイルの最大値の5パーセントから10パーセントの範囲の所定の割合を閾値としてもよい。或いは、造影剤が血管に到達した時相として、図2に示すように造影剤の濃度が最大値MAXとなった時相Tmaxや最大値MAXの50パーセントに達した時相Tmax/2を濃度プロファイルから検出するようにしてもよい。以降では、主として造影剤の到達時相を同定する場合を例に説明する。 However, when the noise is large, the contrast agent inflow start phase may be erroneously identified. Therefore, a predetermined ratio in the range of 5% to 10% of the maximum value of the contrast agent concentration profile may be used as the threshold value so that the influence of noise is suppressed. Alternatively, a time phase contrast agent has reached the blood vessel, the Phase T max / 2 when the concentration of the contrast medium as shown in FIG. 2 reaches 50% of the phase Tmax and the maximum value MAX when the maximum value MAX You may make it detect from a density | concentration profile. In the following, the case where the arrival time phase of the contrast agent is identified will be mainly described as an example.
図2に示すような造影剤の濃度プロファイルに基づく時相の特定を全ての画素に対して実行し、特定された時相に応じたカラーを割り当てると、造影剤の到達時刻等に応じたカラーで各血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。 When specifying the time phase based on the contrast profile of the contrast agent as shown in FIG. 2 for all pixels and assigning a color corresponding to the specified time phase, the color corresponding to the arrival time of the contrast agent, etc. Can generate parametric image data in which each blood vessel is depicted.
但し、移動平均化処理によって複数の画素を代表する画素について造影剤の濃度の時間変化を求めるようにしてもよい。つまり、平滑化処理を伴って、造影剤の濃度変化を求める対象となる画像データのマトリクスサイズを縮小することができる。また、ローパスフィルタ処理によってノイズを除去した画像データに基づいて造影剤の濃度変化を求めるようにしてもよい。これは、空間方向における造影剤の濃度プロファイルに対する移動平均化処理及びローパスフィルタ処理ということもできる。 However, the temporal change in the concentration of the contrast agent may be obtained for pixels representing a plurality of pixels by the moving averaging process. That is, it is possible to reduce the matrix size of the image data that is a target for which the concentration change of the contrast agent is to be obtained, along with the smoothing process. Further, the contrast agent concentration change may be obtained based on image data from which noise has been removed by low-pass filter processing. This can also be referred to as moving average processing and low-pass filter processing for the contrast profile of the contrast agent in the spatial direction.
移動平均化処理及びローパスフィルタ処理は、空間方向に限らず、時間方向に実行することもできる。移動平均化処理及びローパスフィルタ処理を時間方向に実行する場合には、時間方向における造影剤の濃度プロファイルに対して処理が実行されることとなる。 The moving averaging process and the low-pass filter process can be executed not only in the spatial direction but also in the time direction. When the moving averaging process and the low-pass filter process are executed in the time direction, the process is executed on the contrast agent concentration profile in the time direction.
従って、時間方向及び空間方向の少なくとも一方における移動平均処理後の造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することができる。また、時間方向及び空間方向の少なくとも一方におけるローパスフィルタ処理後の造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することができる。これにより、ノイズが除去された平滑なパラメトリック画像データを生成することが可能となる。 Therefore, parametric image data can be generated based on the temporal change in the concentration of the contrast agent after the moving average process in at least one of the time direction and the spatial direction. Also, parametric image data can be generated based on the temporal change in the concentration of the contrast agent after the low-pass filter processing in at least one of the time direction and the spatial direction. This makes it possible to generate smooth parametric image data from which noise has been removed.
また、X線造影画像データの撮影間隔に相当する造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することもできる。造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化は、補間処理、特定の関数を用いたカーブフィッティング処理又は重心算出処理等の任意の処理によって取得することができる。これにより、より高精度に各画素における造影剤の到達時刻等を同定することが可能となる。特に、移動平均化処理及びローパスフィルタ処理の少なくとも一方を行う場合は一層効果的である。 In addition, parametric image data can be generated based on a temporal change in contrast agent concentration having a data interval shorter than the sampling interval of the contrast agent concentration corresponding to the imaging interval of the X-ray contrast image data. The temporal change in the concentration of the contrast agent having a data interval shorter than the sampling interval of the contrast agent concentration can be obtained by an arbitrary process such as an interpolation process, a curve fitting process using a specific function, or a centroid calculation process. . This makes it possible to identify the arrival time of the contrast medium at each pixel with higher accuracy. In particular, it is more effective when performing at least one of moving average processing and low-pass filter processing.
図3は、造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第1の例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of a color scale assigned to the time phase corresponding to the maximum value of the contrast agent concentration profile.
図3(A)は2次元の各位置(xi, yj)(i=1, 2, 3, ..., m;j=1, 2, 3, ..., n)における造影剤の濃度プロファイル及び濃度プロファイルの最大値MAXに基づいて特定された造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)を示している。造影剤の注入位置に近い位置では相対的に早く造影剤が到達する。従って、特定される時相も相対的に早い時相となる。一方、、造影剤の注入位置から離れた位置では、造影剤の到達時刻が相対的に遅くなる。従って、特定される時相も相対的に遅い時相となる。 Fig. 3 (A) shows the contrast agent concentration at each two-dimensional position (xi, yj) (i = 1, 2, 3, ..., m; j = 1, 2, 3, ..., n). The arrival phase Tmax (xi, yj) of the contrast agent specified based on the profile and the maximum value MAX of the density profile is shown. The contrast medium arrives relatively early at a position close to the injection position of the contrast medium. Accordingly, the specified time phase is also a relatively early time phase. On the other hand, at the position away from the contrast agent injection position, the arrival time of the contrast agent is relatively delayed. Therefore, the specified time phase is also a relatively slow time phase.
図3(B)は、図3(A)に示すように特定された時相に割り当てられるカラースケールの例を示す。図3(B)に示すように、濃度プロファイルとして取得された造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに、R値、B値及びG値で構成されるカラーの画素値の変化を割り当てることによって、カラースケールを作成することができる。すなわち、色相の連続的な変化を、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに割り当てることによって、カラースケールを作成することができる。 FIG. 3B shows an example of a color scale assigned to the specified time phase as shown in FIG. As shown in FIG. 3 (B), a color pixel composed of an R value, a B value, and a G value in a period Tall from the initial time to the end time of the temporal change in contrast agent concentration acquired as a density profile. By assigning a change in value, a color scale can be created. That is, a color scale can be created by assigning a continuous change in hue to a period Tall from the initial time to the end time of the temporal change in contrast agent concentration.
そして、図3(B)に示すようなカラースケールに従って、造影剤の到達時相を表す2次元の時相マップをカラーコーディングすることができる。そうすると、造影剤の到達時相に応じて異なる色で血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。 Then, according to the color scale as shown in FIG. 3B, a two-dimensional time phase map representing the arrival time phase of the contrast agent can be color-coded. Then, it is possible to generate parametric image data in which blood vessels are depicted in different colors according to the arrival phase of the contrast agent.
但し、図3(A)に示すように、画素位置(xi, yj)間において造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)の相違がカラースケールの範囲に対して相対的に小さい場合には、画素位置(xi, yj)間における色の変化も僅かとなる。このため、色の相違によって血管を区別することが困難となる場合がある。 However, as shown in FIG. 3A, when the difference in the contrast agent arrival phase Tmax (xi, yj) between the pixel positions (xi, yj) is relatively small with respect to the range of the color scale. The color change between the pixel positions (xi, yj) is also slight. For this reason, it may be difficult to distinguish blood vessels due to the difference in color.
特に、硬膜動静脈瘻や脳動静脈奇形の診断を目的としてX線撮影を行う場合には、動脈と静脈との間における血液の流れを観察することが重要となる。従って、造影剤の到達時刻の差が小さい複数の血管を区別することが必要となる場合が多い。 In particular, when performing X-ray imaging for the purpose of diagnosing a dural arteriovenous fistula or a cerebral arteriovenous malformation, it is important to observe the blood flow between the artery and the vein. Therefore, it is often necessary to distinguish a plurality of blood vessels having a small difference in the arrival time of the contrast agent.
そこで、複数の血管において造影剤の到達時刻の差が小さい場合であっても、色の相違として血管を区別できるように、カラースケール調整部24においてカラースケールを変更することができる。図3(C)は、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに、画素値の変化として色相の連続的な変化を複数回割り当てることによってカラースケールを作成した例を示す。つまり、色相の連続的な変化が周期的に繰返されるカラースケールを作成することができる。
Therefore, even when the difference in the arrival time of the contrast medium is small among the plurality of blood vessels, the color
図3(C)に示すようなカラースケールは、コンソール5の操作によって濃度プロファイルの初期時相に対応する画素値、画素値の変化の周期Tscale及び周期Tscale内における初期の画素値を指定することによって作成することができる。これにより、指定された初期の画素値及び指定された周期Tscaleで画素値の変化が繰返されるカラースケールを作成することができる。そして、同じ周期Tscale内において図3(B)に示すような配色を行うことができる。具体的には、1周期Tscale内において最大値を呈する色相が赤、緑及び青の間で変化するカラースケールを作成することができる。
The color scale as shown in FIG. 3C designates the pixel value corresponding to the initial time phase of the density profile by the operation of the
図4は、図3(C)に示すカラースケールの配色例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a color arrangement example of the color scale illustrated in FIG.
図4において直交する3軸は、それぞれR値、G値及びB値を示す。図4に示すようなR値の最大値、G値の最大値及びB値の最大値を頂点とする色三角形の辺に沿って、周期Tscale内の各時相に対応するR値、G値及びB値を決定することができる。すなわち、相対時刻がゼロ及びTscaleの時には、G値及びB値がいずれもゼロでR値が最大値、相対時刻がTscale/3の時には、R値及びB値がいずれもゼロでG値が最大値、相対時刻が2Tscale/3の時には、R値及びG値がいずれもゼロでB値が最大値となるように配色を行うことができる。 In FIG. 4, three orthogonal axes indicate the R value, the G value, and the B value, respectively. The R value and G value corresponding to each time phase within the period Tscale along the sides of the color triangle having the maximum value of R value, the maximum value of G value, and the maximum value of B value as vertices as shown in FIG. And B value can be determined. That is, when the relative time is zero and Tscale, both the G value and the B value are zero and the R value is the maximum value. When the relative time is Tscale / 3, both the R value and the B value are zero and the G value is the maximum. When the value and the relative time are 2Tscale / 3, the color arrangement can be performed so that both the R value and the G value are zero and the B value is the maximum value.
このような配色を行うと、時相が遅くなるにつれて、色が赤から緑を経由して青に変化し、再び赤に戻るパラメトリック画像データを生成することができる。尚、赤、緑及び青の間の色については、例えば、R値、G値及びB値が線形に変化するように時相に割り当てることができる。或いは、色三角形の中心と辺上の点を結ぶ線分の角度が線形に変化するようにR値、G値及びB値を時相に割り当てることもできる。 With such a color arrangement, it is possible to generate parametric image data in which the color changes from red to blue via green and then returns to red as the time phase becomes slower. In addition, about the color between red, green, and blue, it can assign to a time phase so that R value, G value, and B value may change linearly, for example. Alternatively, the R value, the G value, and the B value can be assigned to the time phase so that the angle of the line segment connecting the center of the color triangle and the point on the side changes linearly.
このような配色によって作成されたカラースケールに従ってパラメトリック画像データを生成すると、造影剤の到達時刻の差が僅かであっても、色の相違として血管を区別することが可能となる。すなわち、造影剤の到達時刻を詳細に把握することができる。 When parametric image data is generated according to a color scale created by such a color arrangement, it is possible to distinguish blood vessels as color differences even if the difference in the arrival time of contrast agents is slight. That is, the arrival time of the contrast agent can be grasped in detail.
尚、人間が注意を引く色は赤である。従って、図4に例示されるように、造影剤の到達時刻が最も早い初期時相の色を赤に設定することが視認性の向上に繋がる。すなわち、カラースケールの初期時相に対応するカラー値をR値の最大値とすることが効果的である。また、別の例として、注目する時相が赤になるように初期時相を調整することも有用である。 The color that attracts human attention is red. Therefore, as illustrated in FIG. 4, setting the color of the initial time phase with the earliest arrival time of the contrast agent to red leads to improved visibility. That is, it is effective to set the color value corresponding to the initial time phase of the color scale to the maximum value of the R value. As another example, it is also useful to adjust the initial time phase so that the time phase of interest is red.
図5は、造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第2の例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of the color scale assigned to the time phase corresponding to the maximum value of the contrast agent concentration profile.
図5(A)は図3(A)と同様に、2次元の各位置(xi, yj)(i=1, 2, 3, ..., m;j=1, 2, 3, ..., n)における造影剤の濃度プロファイル及び濃度プロファイルの最大値MAXに基づいて特定された造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)を示している。 5A is similar to FIG. 3A in each of the two-dimensional positions (xi, yj) (i = 1, 2, 3,..., M; j = 1, 2, 3, .. The contrast agent arrival time phase Tmax (xi, yj) specified based on the contrast profile of the contrast agent and the maximum value MAX of the density profile in.
そして、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallにカラーの画素値の変化を割り当てた図5(B)に示すようなカラースケールを図5(C)に示すカラースケールに変更することができる。図5(C)に示すカラースケールは、指定された期間に画素値の変化として色相の連続的な変化を割り当てることによって作成されたものである。画素値の変化を割り当てる期間は、開始時相T1及び終了時相T2を指定することによって決定することができる。開始時相T1及び終了時相T2の指定は、時系列のX線造影画像又はDSA画像から選択することによって行うことができる。 Then, a color scale as shown in FIG. 5 (B) in which a change in color pixel value is assigned to a period Tall from the initial time to the end time of the contrast agent concentration with time is shown in FIG. 5 (C). Can be changed. The color scale shown in FIG. 5C is created by assigning a continuous change in hue as a change in pixel value in a specified period. The period for assigning the change in pixel value can be determined by designating the start time phase T1 and the end time phase T2. The start time phase T1 and the end time phase T2 can be specified by selecting from time-series X-ray contrast images or DSA images.
図6は、図5(C)に示すカラースケールの配色例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a color arrangement example of the color scale illustrated in FIG.
図6において直交する3軸は、それぞれR値、G値及びB値を示す。図4と同様に色三角形の辺に沿って指定された期間内の各時相に対応するR値、G値及びB値を決定することができる。すなわち、図4に例示されるように、開始時相T1ではG値及びB値がいずれもゼロでR値が最大値、開始時相T1と終了時相T2との間における中間時相ではR値及びB値がいずれもゼロでG値が最大値、終了時相T2ではR値及びG値がいずれもゼロでB値が最大値となるように配色を行うことができる。 In FIG. 6, three orthogonal axes indicate the R value, the G value, and the B value, respectively. As in FIG. 4, the R value, G value, and B value corresponding to each time phase within the period specified along the sides of the color triangle can be determined. That is, as illustrated in FIG. 4, in the start time phase T1, both the G value and the B value are zero and the R value is the maximum value, and in the intermediate time phase between the start time phase T1 and the end time phase T2, Coloring can be performed such that both the value and the B value are zero and the G value is the maximum value, and in the end phase T2, the R value and the G value are both zero and the B value is the maximum value.
図6に示すような配色を行うと、開始時相T1と終了時相T2との間において最大値を呈する色相が赤、緑及び青の間で変化するカラースケールを作成することができる。つまり、指定された期間内において色から赤から緑を経て青に変化するカラースケールを作成することができる。 When the color arrangement as shown in FIG. 6 is performed, a color scale in which the hue exhibiting the maximum value between the start time phase T1 and the end time phase T2 changes among red, green, and blue can be created. In other words, it is possible to create a color scale that changes from red to green through blue within a specified period.
指定された期間以外の期間には、指定された期間における画素値の変化と異なる画素値を割り当てることができる。例えば、指定された期間の内外において色相が変わるようにすることができる。より具体的な例としては、開始時相T1以前の時相では、白から赤へと変化し、終了時相T2以降の時相では、青から白へと変化するようにカラースケールを作成することができる。 A pixel value different from the change in the pixel value in the designated period can be assigned to a period other than the designated period. For example, the hue can be changed within and outside a specified period. As a more specific example, create a color scale that changes from white to red in the time phase before the start time phase T1, and changes from blue to white in the time phase after the end time phase T2. be able to.
また、指定された期間以外の期間には、指定された期間における透過度と異なる透過度を割り当てることもできる。具体例として、開始時相T1以前の時相では、透過度が最大値からゼロに変化し、終了時相T2以降の時相では、透過度がゼロから最大値に変化するようにカラースケールを作成することができる。つまり、指定された期間外の時相において透過度を所定の範囲で変化させることができる。この場合、R値及びB値等のカラー値については、指定された期間外において変化させなくてもよい。 In addition, a transmittance different from the transmittance in the designated period can be assigned to a period other than the designated period. As a specific example, the color scale is changed so that the transparency changes from the maximum value to zero in the time phase before the start time phase T1, and the transparency changes from zero to the maximum value in the time phase after the end time phase T2. Can be created. That is, the transmittance can be changed within a predetermined range in the time phase outside the designated period. In this case, the color values such as the R value and the B value may not be changed outside the designated period.
このように、指定された期間外の時相範囲については、R値、G値及びB値を含む画素値及び透過度の少なくとも一方を、指定された期間内と変えることができる。 As described above, for the time phase range outside the designated period, at least one of the pixel value including the R value, the G value, and the B value and the transparency can be changed within the designated period.
図3(C)及び図5(C)に示すような変更後のカラースケールは、動的に変化させることもできる。具体的には、図3(C)又は図5(C)に示すようなカラースケールの画素値の変化の位相及び周期の少なくとも一方を変化させることによって複数のカラースケールを作成することができる。画素値の変化の位相を変化させることは、カラースケールを時相方向にシフトさせることに相当する。一方、画素値に変化の周期を変化させることは、カラースケールを時相方向に伸縮させることに相当する。 The changed color scale as shown in FIGS. 3C and 5C can be dynamically changed. Specifically, a plurality of color scales can be created by changing at least one of the phase and period of the change in the pixel value of the color scale as shown in FIG. 3C or FIG. Changing the phase of the change in the pixel value corresponds to shifting the color scale in the time phase direction. On the other hand, changing the change period of the pixel value corresponds to expanding or contracting the color scale in the time phase direction.
このように配色が異なる複数のカラースケールを用いてパラメトリック画像データのカラーコーディングを行うと、複数のカラースケールに対応する複数のパラメトリック画像データが生成される。そして、生成された複数のパラメトリック画像データをカラースケール方向に動画として表示させることが可能となる。つまり、画素値の変化の位相及び周期の少なくとも一方を変化させることによって作成された複数のカラースケールに従って動画として血管画像データを生成することができる。これにより、造影剤及び血流の流れを一層容易に把握することが可能となる。特に、人間の目は赤に対する視認性が高いので、注目する開始時相T1から終了時相T2まで赤が移動するような動画像を作成すると注目領域の血流動態が理解し易い。 When color coding of parametric image data is performed using a plurality of color scales having different color arrangements, a plurality of parametric image data corresponding to the plurality of color scales is generated. The generated plurality of parametric image data can be displayed as a moving image in the color scale direction. That is, blood vessel image data can be generated as a moving image according to a plurality of color scales created by changing at least one of the phase and period of change of the pixel value. Thereby, it becomes possible to grasp | ascertain the flow of a contrast agent and a blood flow more easily. In particular, since the human eye has high visibility with respect to red, it is easy to understand the blood flow dynamics in the region of interest by creating a moving image in which red moves from the start time phase T1 to which attention is paid to the end time phase T2.
具体例として、図5(C)に示すように指定された期間において色を変化させる場合であれば、各時相に対応する色を時間的に変化させることができる。この場合、同一の時相であっても、色が赤、緑及び青の間で変化することとなる。尚、指定された期間外については、開始時相T1及び終了時相T2の各色からそれぞれ徐々に白に変化させたり、透過度を変化させることができる。 As a specific example, if the color is changed in a designated period as shown in FIG. 5C, the color corresponding to each time phase can be temporally changed. In this case, even in the same time phase, the color changes between red, green and blue. In addition, outside the specified period, the colors of the start time phase T1 and the end time phase T2 can be gradually changed to white, or the transmittance can be changed.
一方、周期的にカラー値を変化させたカラースケールの場合には、周期内における初期のカラー値を徐々に変化させることによって、複数のカラースケールを作成することができる。 On the other hand, in the case of a color scale in which color values are periodically changed, a plurality of color scales can be created by gradually changing the initial color values in the cycle.
R値、G値及びB値を含むカラー値は、最大値以外の値に変更することもできる。すなわち、上述したカラースケールによってパラメトリック画像データを生成すると、ローパスフィルタ処理等によって造影剤の濃度プロファイルの値がゼロとならなかった画素の輝度値は最大となる。つまり、造影剤の濃度に依らす、造影剤が到達した画素については、輝度値が最大となる。 The color value including the R value, the G value, and the B value can be changed to a value other than the maximum value. That is, when parametric image data is generated using the above-described color scale, the luminance value of a pixel whose contrast agent concentration profile value has not become zero by the low-pass filter process or the like becomes the maximum. That is, depending on the concentration of the contrast medium, the luminance value is maximized for the pixel that the contrast medium has reached.
そこで、造影剤の濃度が把握できるように、パラメトリック画像データの輝度値を変更することができる。換言すれば、造影剤の濃度が最大値等の特定の条件となるときの造影剤の濃度に応じた輝度値を有するパラメトリック画像データを血管画像データとして生成することができる。 Therefore, the luminance value of the parametric image data can be changed so that the concentration of the contrast agent can be grasped. In other words, parametric image data having a luminance value corresponding to the concentration of the contrast agent when the concentration of the contrast agent becomes a specific condition such as a maximum value can be generated as blood vessel image data.
具体的には、輝度値の変更前における最大のR値、G値及びB値をそれぞれR0, G0, B0とすると、式(1)に示すように係数kを乗じることによって輝度値の変更後におけるR値、G値及びB値を決定することができる。
(R, G, B)=(kR0, kG0, kB0) (1)
Specifically, assuming that the maximum R value, G value, and B value before the change of the brightness value are R 0 , G 0 , and B 0 , respectively, the brightness value is multiplied by a coefficient k as shown in Equation (1). It is possible to determine the R value, the G value, and the B value after the change.
(R, G, B) = (kR 0 , kG 0 , kB 0 ) (1)
式(1)において係数kは、造影剤の濃度に対応するゼロ以上1以下の値に設定される。係数kは、例えば、式(2)により決定することができる。
k=P(x,y)/P0 (2)
但し、式(2)においてP(x, y)は、X線造影画像データ又はDSA画像データの画像信号値として取得される位置(x, y)における造影剤の濃度プロファイルの最大値等の特定の条件に対応する値であり、P0は、定数である。
In equation (1), the coefficient k is set to a value between zero and 1 corresponding to the concentration of the contrast agent. The coefficient k can be determined by, for example, Expression (2).
k = P (x, y) / P 0 (2)
However, in Equation (2), P (x, y) is the maximum value of the contrast agent concentration profile at the position (x, y) acquired as the image signal value of the X-ray contrast image data or DSA image data. P 0 is a constant.
式(2)により係数kを設定すると、係数kは、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)に比例する値となる。従って、パラメトリック画像データの輝度値(R, G, B)についても、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)に比例する輝度値にすることができる。また、造影剤の濃度がノイズレベルである画素や、実際にノイズが生じている画素における輝度値を十分に小さくすることができる。 When the coefficient k is set according to the equation (2), the coefficient k is a value proportional to the contrast agent concentration profile value P (x, y). Accordingly, the luminance values (R, G, B) of the parametric image data can also be set to luminance values proportional to the contrast agent concentration profile value P (x, y). In addition, it is possible to sufficiently reduce the luminance value of a pixel having a contrast agent concentration at a noise level or a pixel in which noise actually occurs.
尚、定数P0は、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)の空間方向における最大値或いは経験的に決定した任意の値とすることができる。但し、定数P0を、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)の最大値よりも小さい値に設定すると、式(2)の計算によって係数kが1よりも大きい値となる場合がある。そのような場合には、係数kを1に設定すればよい。 The constant P 0 can be the maximum value in the spatial direction of the concentration profile value P (x, y) of the contrast agent or an arbitrary value determined empirically. However, if the constant P 0 is set to a value smaller than the maximum value of the contrast agent concentration profile value P (x, y), the coefficient k may be larger than 1 by the calculation of the equation (2). is there. In such a case, the coefficient k may be set to 1.
そして、式(1)によって値が調整された画素値を各画素位置(x, y)に割り当てると、造影剤の到達時相及び濃度に応じたカラー及び輝度で血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。尚、式(1)に示す輝度値の調整は、カラーコーディング部23におけるカラーコーディングの際に実行することができる。
Then, when the pixel value whose value is adjusted by the expression (1) is assigned to each pixel position (x, y), parametric image data in which blood vessels are rendered with colors and brightness according to the arrival phase and density of the contrast agent Can be generated. It should be noted that the adjustment of the luminance value shown in Expression (1) can be executed at the time of color coding in the
このように、パラメトリック画像生成部21において生成されたパラメトリック画像データは、X線造影画像データやDSA画像データと同様に、表示装置14に表示させることができる。また、必要に応じて、画像メモリ16にパラメトリック画像データを保存することができる。
As described above, the parametric image data generated by the parametric
図7は、図1に示すパラメトリック画像生成部21において生成されるパラメトリック画像の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a parametric image generated by the parametric
図7に示すように、パラメトリック画像は、造影剤が注入された血管がカラーで表示され、造影剤が存在しない領域では輝度値がゼロの画像となる。また、血管は、造影剤の到達時刻に応じて色が変化する領域として描出される。このため、色によって造影剤とともに血液が流れる様子を観察することができる。 As shown in FIG. 7, the parametric image is an image in which the blood vessel into which the contrast agent is injected is displayed in color, and the luminance value is zero in a region where the contrast agent is not present. In addition, the blood vessel is depicted as a region where the color changes according to the arrival time of the contrast agent. For this reason, it is possible to observe how the blood flows together with the contrast agent depending on the color.
以上のような機能及び構成を有するX線診断装置1及び医用画像処理装置12では、撮影系2と制御系3が協働することによって、被検体Oから少なくともX線造影画像データを収集する画像収集系としての機能が備えられる。また、パラメトリック画像生成部21の時相特定部22及びカラーコーディング部23が協働して、少なくともX線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得し、カラースケールに従って造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部として機能している。更に、パラメトリック画像生成部21のカラースケール調整部24が造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによってカラースケールを作成する画素値スケール生成部として機能している。
In the X-ray
但し、同様な画像収集系、血管画像生成部及び画素値スケール生成部としての機能がX線診断装置1及び医用画像処理装置12に備えられれば、他の構成要素によってX線診断装置1及び医用画像処理装置12を構成することができる。例えば、コンピュータを血管画像生成部及び画素値スケール生成部として機能させる医用画像処理プログラムをコンピュータに読み込ませることによって医用画像処理装置12を構成することができる。その場合、医用画像処理プログラムは、汎用コンピュータを医用画像処理装置12として利用できるように情報記録媒体に記録してプログラムプロダクトとして流通させることができる。
However, if the X-ray
次にX線診断装置1及び医用画像処理装置12の動作および作用について説明する。
Next, operations and actions of the X-ray
図8は、図1に示すX線診断装置1の動作及び医用画像処理装置12における処理を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the X-ray
まずステップS1において、非造影でX線画像データが収集される。具体的には、制御系3による制御下において撮影系2が所定の位置に移動し、寝台10にセットされた被検体Oに向けてX線管6からX線が曝射される。そして、被検体Oを透過したX線がX線検出器7によりX線投影データとして収集される。X線検出器7により収集されたX線投影データは、X線画像データとしてA/D変換器11を通じて医用画像処理装置12に出力される。
First, in step S1, non-contrast X-ray image data is collected. Specifically, the
X線画像データは、1フレーム分収集してもよいし、複数フレーム分収集してもよい。複数フレームのX線画像データを収集し、フィルタリング部18において複数フレームのX線画像データを加算平均すれば、ノイズが低減された1フレームの非造影X線画像データを生成することができる。そして、このように取得された非造影X線画像データは、画像メモリ16に保存される。
X-ray image data may be collected for one frame or a plurality of frames. If multiple frames of X-ray image data are collected and the
次に、ステップS2において、X線造影画像データが連続収集される。そのために、制御系3による制御下において造影剤注入装置15が動作し、被検体Oに造影剤が注入される。そして、造影剤の注入開始から予め設定された時間が経過すると、X線造影画像データの撮影が開始される。そして、予め決められた期間において、継続的にX線造影画像データの撮影が行われる。これにより、画像メモリ16には、時系列のX線造影画像データが順次保存される。尚、X線造影画像データの収集の流れは、非造影X線画像データの収集の流れと同様である。
Next, in step S2, X-ray contrast image data is continuously collected. For this purpose, the contrast medium injection device 15 operates under the control of the
次に、ステップS3において、サブトラクション部17によりDSA画像データが生成される。すなわち、非造影X線画像データをマスク画像データとして時系列のX線造影画像データのサブトラクション処理を実行することによって、時系列のDSA画像データが順次生成される。生成された時系列のDSA画像データは、画像メモリ16に順次保存される。
Next, in step S <b> 3, DSA image data is generated by the
また、表示装置14には、時系列のX線造影画像又はDSA画像をライブ像としてリアルタイム表示させることができる。更に、時系列のX線造影画像又はDSA画像をX線撮影後に事後的に表示装置14に表示させることもできる。事後的にDSA画像を表示させる場合には、コンソール5の操作によって指定された時相期間についてのみサブトラクション処理によるDSA画像データの生成を行うようにすることができる。
The
次に、ステップS4において、時相特定部22により、造影剤濃度の時間変化が取得される。具体的には、コンソール5の操作によって指定された時相期間における時系列のX線造影画像データ又はDSA画像データが時相特定部22に取り込まれる。そして、時相特定部22において図3(A)又は図5(A)に示すような造影剤の濃度の時間変化を示す濃度プロファイルが画素位置ごとに生成される。
Next, in step S <b> 4, the temporal change of the contrast agent concentration is acquired by the time
尚、造影剤の濃度プロファイルの生成の前処理又は後処理として、フィルタリング部18において空間方向及び時間方向の一方又は双方にローパスフィルタ処理及び移動平均処理の一方又は双方を実行することができる。これにより、ノイズが低減された平滑な造影剤の濃度プロファイルを生成することができる。併せて、時相特定部22において、補間処理、重心の計算又はカーブフィッティングによってサンプリング間隔よりもデータ間隔が短い造影剤の濃度プロファイルを生成することもできる。
As the pre-processing or post-processing for generating the contrast agent concentration profile, the
次に、ステップS5において、時相特定部22により、造影剤の濃度プロファイルに基づいて造影剤の到達時相が画素位置ごとに同定される。具体的には、造影剤の濃度プロファイルに対するピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって造影剤の到達時相を画素位置ごとに同定することができる。
Next, in step S5, the time
尚、ピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって時相が特定された後に、特定された時相近傍の期間についてのみ補間処理、重心の計算又はカーブフィッティングによる連続的な濃度プロファイルの取得を実行するようにしてもよい。その場合には、取得された連続的な濃度プロファイルに対して再度、ピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって、真の造影剤の到達時相が検出される。 In addition, after the time phase is specified by data processing such as peak detection processing and threshold processing, interpolation processing, center of gravity calculation, or continuous density profile acquisition by curve fitting is executed only for the period near the specified time phase. You may make it do. In that case, the arrival time phase of the true contrast agent is detected again by data processing such as peak detection processing and threshold processing on the acquired continuous density profile.
次に、ステップS6において、時相特定部22により求められた造影剤の到達時相の2次元マップをカラーコーディングするためのカラースケールがカラースケール調整部24において作成される。カラースケール調整部24では、図3(B)及び図5(B)に示すような一定の変化率で色相が初期時相から最終時相まで連続的に変化する一般的なカラースケールに限らず、図3(C)及び図5(C)に示すように、通常のカラースケールの色相の変化率を増加させたカラースケールを作成することができる。
Next, in step S <b> 6, the color
図3(C)に示すような、色相が連続的かつ周期的に変化するカラースケールを作成する場合には、コンソール5の操作によって色相が変化する周期Tscaleを特定し、1周期Tscale内における色相を変化させることによってカラースケールを作成することができる。或いは、デフォルト値として、これらの必要な条件を予め設定してもよい。また、1周期Tscale内の開始時相における色相を任意に指定することができる。更に、造影剤の濃度変化の初期時相における色相を、1周期Tscale内の開始時相の色相から開始しない場合には、初期時相に対応する色相の指定が必要である。
When creating a color scale in which the hue changes continuously and periodically as shown in FIG. 3C, a cycle Tscale in which the hue changes is specified by operating the
一方、図5(C)に示すような、指定された時相期間内において、指定された時相期間外と異なる色相の連続的な変化を有するカラースケールを作成する場合には、色相の連続的な変化が割り当てられる開始時相T1及び終了時相T2をコンソール5の操作によって指定することによって、カラースケールを作成することができる。開始時相T1及び終了時相T2の指定は、時系列のX線造影画像又はDSA画像を表示装置14に表示させ、コンソール5の操作によって画像を選択することによって行うことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5C, when creating a color scale having a continuous change in hue different from that outside the specified time phase period within the specified time phase period, A color scale can be created by designating the start time phase T1 and the end time phase T2 to which a specific change is assigned by operating the
次に、ステップS7において、カラースケール調整部24により作成されたカラースケールに基づく造影剤の到達時相の2次元マップのカラーコーディングがカラーコーディング部23において実行される。すなわち、カラースケールに従って、造影剤の到達時相に対応するR値、G値及びB値が各画素に画素値として割り当てられる。これにより、パラメトリック画像データが生成される。
Next, in step S 7, color coding of the two-dimensional map of the arrival phase of the contrast agent based on the color scale created by the color
このとき、造影剤の到達時相における造影剤の濃度に対応する係数をR値、G値及びB値に乗じることが望ましい。これにより、造影剤の到達時相における造影剤の濃度が相対的に高い画素については輝度値が相対的に大きく、逆に、造影剤の到達時相における造影剤の濃度が相対的に小さい画素については輝度値が相対的に小さいパラメトリック画像データを生成することができる。 At this time, it is desirable to multiply the R value, G value, and B value by a coefficient corresponding to the concentration of the contrast agent in the arrival phase of the contrast agent. As a result, pixels having a relatively high contrast agent concentration in the contrast agent arrival time phase have relatively high luminance values, and conversely, pixels having a relatively small contrast agent concentration in the contrast agent arrival time phase. Can generate parametric image data having a relatively small luminance value.
そして、このようにして生成されたパラメトリック画像は表示装置14に表示させることができる。尚、カラースケールを時相方向にシフト又は伸縮することによってパラメトリック画像を動画として表示することもできる。このため、ユーザは、パラメトリック画像を観察することによって、造影剤が流れ込む複数の血管を確認することができる。特に、カラースケールの色相の変化が短い時相期間に割り当てられているため、造影剤の到達時相が近い複数の血管を色の違いによって容易に区別することができる。
The parametric image generated in this way can be displayed on the
つまり以上のようなX線診断装置1及び医用画像処理装置12は、造影剤の到達時相等の特定の時相を、時相に応じたカラースケールでカラーコーディングすることによってカラーの血流画像データを生成し、かつカラースケールにおける色相の連続変化を時相方向に縮めることによってカラーによる時相識別能を向上させるようにしたものである。
In other words, the X-ray
このため、X線診断装置1及び医用画像処理装置12によれば、隣接する血管の間において造影剤の流入時相、到達時相又は流出時相の差が僅かであっても、色相の違いとして血管を容易に区別することが可能となる。
Therefore, according to the X-ray
特に、脳動静脈奇形又は硬膜動静脈瘻の診断では、動脈と静脈との間における疾患部への血流の流れを観察することが重要である。従って、造影剤が流れ込む複数の血管を区別することが必要となる。しかしながら、DSA画像は、グレースケールで表示されるため、造影血管の区別が困難となる。 In particular, in the diagnosis of cerebral arteriovenous malformation or dural arteriovenous fistula, it is important to observe the flow of blood flow to the diseased part between the artery and the vein. Accordingly, it is necessary to distinguish a plurality of blood vessels into which the contrast agent flows. However, since the DSA image is displayed in gray scale, it is difficult to distinguish contrast blood vessels.
これに対して、X線診断装置1及び医用画像処理装置12では、カラースケールにおける色相変化の周期を識別すべき時相差に合わせて短く設定することができる。その結果、着目する複数の血管に殆ど同時に造影剤が流入しても血管ごとに色が変わるため、血管の区別を容易に行うことが可能となる。
On the other hand, in the X-ray
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。 Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.
例えば、上述した実施形態では、カラースケールを用いてカラーのパラメトリック画像データとして血管画像データを生成する例について説明したが、グレースケールを用いて血管画像データを生成するようにしてもよい。すなわち、グレースケール又はカラースケールに従って造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する画素値を有する血管画像データを生成することができる。また、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによってグレースケール又はカラースケールを作成することができる。 For example, in the embodiment described above, an example in which blood vessel image data is generated as color parametric image data using a color scale has been described, but blood vessel image data may be generated using a gray scale. That is, blood vessel image data having pixel values corresponding to the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition according to the gray scale or the color scale can be generated. Further, a gray scale or a color scale can be created by assigning a change in pixel value to a period shorter than the period from the initial time to the end time of the temporal change in the concentration of the contrast agent.
グレースケールを用いて血流画像データを生成する場合には、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化として色相の変化の代わりに輝度値の連続的な変化が割り当てられることとなる。その場合であっても、造影剤の濃度に応じた係数kを輝度値に乗じることによって輝度値を造影剤の濃度に応じた値にすることができる。 When blood flow image data is generated using a gray scale, a luminance value is used instead of a hue change as a pixel value change in a period shorter than the period from the initial time to the end time of the contrast agent concentration temporal change. Of continuous changes. Even in that case, the luminance value can be made a value corresponding to the concentration of the contrast agent by multiplying the luminance value by a coefficient k corresponding to the concentration of the contrast agent.
同様に、カラースケールを用いて血流画像データを生成する場合においても、画素値の変化として上述したように色相の連続的な変化に限らず、輝度値の連続的な変化を割り当てることもできる。その場合においても、造影剤の濃度に応じた係数kを輝度値に乗じることによって輝度値を造影剤の濃度に応じた値にすることができる。 Similarly, when blood flow image data is generated using a color scale, a continuous change in luminance value can also be assigned as a change in pixel value, as well as a continuous change in hue as described above. . Even in that case, the luminance value can be made a value corresponding to the concentration of the contrast agent by multiplying the luminance value by a coefficient k corresponding to the concentration of the contrast agent.
以上のように、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に割り当てられる画素値の変化を、色相の連続的な変化、カラーの輝度値の連続的な変化又はグレーの輝度値の連続的な変化とすることができる。 As described above, the change in the pixel value assigned to the period shorter than the period from the initial time to the end time of the concentration change of the contrast agent is represented by the continuous change of the hue and the continuous change of the luminance value of the color. Or it can be a continuous change in the gray luminance value.
1、1A X線診断装置
2 撮影系
3 制御系
4 データ処理系
5 コンソール
6 X線管
7 X線検出器
8 C型アーム
9 土台
9A モータ
9B 回転機構
10 寝台
11 A/D変換器
12 コンピュータ
13 D/A変換器
14 表示装置
15 造影剤注入装置
16 画像メモリ
17 サブトラクション部
18 フィルタリング部
19 アフィン変換部
20 階調変換部
21 パラメトリック画像生成部
22 時相特定部
23 カラーコーディング部
24 カラースケール調整部
O 被検体
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する画素値スケール生成部と、A pixel value scale generating unit for creating a gray scale or a color scale for assigning a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition;
前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部と、A blood vessel image generation unit for generating blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale;
を備え、With
前記画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、The pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales with pixel values shifted in the time direction,
前記血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する、医用画像処理装置。The medical image processing device, wherein the blood vessel image generation unit generates the blood vessel image data as a moving image in which pixel values of the pixels change periodically based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales.
前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する画素値スケール生成部と、A pixel value scale generating unit for creating a gray scale or a color scale for assigning a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition;
前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部と、A blood vessel image generation unit for generating blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale;
を備え、With
前記画素値スケール生成部は、画素値の変化の位相を変化させた複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、The pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales in which the phase of changes in pixel values is changed,
前記血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する、医用画像処理装置。The medical image processing device, wherein the blood vessel image generation unit generates the blood vessel image data as a moving image in which pixel values of the pixels change periodically based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales.
前記造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成する画素値スケール生成部と、
を備え、
前記血管画像生成部は、前記造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化に基づいて、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する前記画素値を有する前記血管画像データを生成するように構成される医用画像処理装置。 Obtains temporal change in contrast agent concentration based on at least X-ray contrast image data, and generates blood vessel image data having pixel values corresponding to the time when the contrast agent concentration is a specific condition according to a gray scale or color scale A blood vessel image generation unit that
A pixel value scale generation unit that creates the gray scale or the color scale by assigning a change in pixel value to a period shorter than a period from the initial time to the end time of the time change of the concentration of the contrast agent;
With
The blood vessel image generation unit includes the pixel corresponding to a time at which the concentration of the contrast agent is a specific condition based on a temporal change in the concentration of the contrast agent having a data interval shorter than the sampling interval of the contrast agent concentration. the medical image processing apparatus which is configured to generate the blood vessel image data having a value.
前記造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成する画素値スケール生成部と、
を備え、
前記血管画像生成部は、時間方向及び空間方向の少なくとも一方における移動平均処理後の前記造影剤の濃度の時間変化に基づいて、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する前記画素値を有する前記血管画像データを生成するように構成される医用画像処理装置。 Obtains temporal change in contrast agent concentration based on at least X-ray contrast image data, and generates blood vessel image data having pixel values corresponding to the time when the contrast agent concentration is a specific condition according to a gray scale or color scale A blood vessel image generation unit that
A pixel value scale generation unit that creates the gray scale or the color scale by assigning a change in pixel value to a period shorter than a period from the initial time to the end time of the time change of the concentration of the contrast agent;
With
The blood vessel image generation unit, based on a temporal change in the concentration of the contrast agent after moving average processing in at least one of the time direction and the spatial direction, the pixel corresponding to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition the medical image processing apparatus which is configured to generate the blood vessel image data having a value.
前記造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成する画素値スケール生成部と、
を備え、
前記血管画像生成部は、時間方向及び空間方向の少なくとも一方におけるローパスフィルタ処理後の前記造影剤の濃度の時間変化に基づいて、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する前記画素値を有する前記血管画像データを生成するように構成される医用画像処理装置。 Obtains temporal change in contrast agent concentration based on at least X-ray contrast image data, and generates blood vessel image data having pixel values corresponding to the time when the contrast agent concentration is a specific condition according to a gray scale or color scale A blood vessel image generation unit that
A pixel value scale generation unit that creates the gray scale or the color scale by assigning a change in pixel value to a period shorter than a period from the initial time to the end time of the time change of the concentration of the contrast agent;
With
The blood vessel image generation unit is configured to detect the pixel corresponding to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition based on a temporal change in the concentration of the contrast agent after the low-pass filter process in at least one of the time direction and the spatial direction. the medical image processing apparatus which is configured to generate the blood vessel image data having a value.
前記造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成する画素値スケール生成部と、
を備え、
前記画素値スケール生成部は、指定された期間における透過度と異なる透過度を前記指定された期間以外の期間に割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成するように構成される医用画像処理装置。 Obtains temporal change in contrast agent concentration based on at least X-ray contrast image data, and generates blood vessel image data having pixel values corresponding to the time when the contrast agent concentration is a specific condition according to a gray scale or color scale A blood vessel image generation unit that
A pixel value scale generation unit that creates the gray scale or the color scale by assigning a change in pixel value to a period shorter than a period from the initial time to the end time of the time change of the concentration of the contrast agent;
With
The pixel value scale generator is a medical image is configured to generate the gray scale or the color scale by assigning a permeability different permeability at a specified period in a period other than the period of time that is the specified operation apparatus.
前記X線造影画像データ又は前記DSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する時相特定部と、
前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する画素値スケール生成部と、
前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部と、
を備え、
前記画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、
前記血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する、X線診断装置。 An image acquisition system for collecting X-ray contrast image data or DSA image data in time series from the subject;
A time phase specifying unit for specifying the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or the DSA image data;
A pixel value scale generating unit for creating a gray scale or a color scale for assigning a pixel value to a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition;
A blood vessel image generation unit for generating blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale;
With
The pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales with pixel values shifted in the time direction,
The X-ray diagnostic apparatus , wherein the blood vessel image generation unit generates the blood vessel image data as a moving image in which pixel values of the pixels change periodically based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales .
時系列的に取得されたX線造影画像データ又はDSA画像データにおける血管領域の各画素において造影剤の濃度が特定の条件となる時間を特定する時相特定部、
前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対して画素値を割り当てるグレースケール又はカラースケールを作成する画素値スケール生成部、及び
前記グレースケール又は前記カラースケールに基づく画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部、
として機能させる医用画像処理プログラムであって、
前記画素値スケール生成部は、時間方向に画素値がシフトした複数のグレースケール又は複数のカラースケールを作成し、
前記血管画像生成部は、前記複数のグレースケール又は前記複数のカラースケールに基づいて、前記各画素の画素値が周期的に変化する動画として前記血管画像データを生成する、医用画像処理プログラム。 Computer
A time phase specifying unit for specifying the time when the concentration of the contrast agent is a specific condition in each pixel of the blood vessel region in the X-ray contrast image data or DSA image data acquired in time series,
A pixel value scale generating unit for creating a gray scale or a color scale for allocating pixel values for a time when the concentration of the contrast agent is a specific condition; and
A blood vessel image generation unit for generating blood vessel image data having pixel values based on the gray scale or the color scale;
A medical image processing program that functions as :
The pixel value scale generation unit creates a plurality of gray scales or a plurality of color scales with pixel values shifted in the time direction,
The medical image processing program, wherein the blood vessel image generation unit generates the blood vessel image data as a moving image in which pixel values of the pixels change periodically based on the plurality of gray scales or the plurality of color scales .
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